20米空心板预应力张拉技术方案

第三合同段共有20m预应力空心板桥8座，共有1288片，均为先简支后连续结构。空心板采取预制场集中预制，后张法预应力施工。预应力空心板设计钢绞线φs＝15.24-4、φs＝15.24-5，fpk＝1860Mpa；OVM-4、OVM-5锚具。 一、张拉的前期准备

１、建立专用预应力钢绞线下料场，按下料单下料，为防止弄错，在每根料两端贴不干胶号码进行编束、编号存放；为防止预应力孔道堵塞，在浇筑砼时，在波纹管内穿硬塑料管，确保预应力孔道畅通。穿束时先对锚垫板、孔道进行清理，再将锚具孔按顺序编号（如图），这样可有效的防止穿束时钢绞线在孔道内缠绕的问题，防止受力不均导致钢绞线拉断。加工简易千斤顶提升架，使千斤顶在张拉时能准确对位、移动方便；千斤顶、高压油泵和油表配套标定。将编号捆束好的钢绞线用卷扬机辅助人工穿束，安装时在锚具上做好标记，编好孔号，对应钢绞线进入对应孔号。钢绞线束两端露出锚垫板的长度要能满足千斤顶张拉的需要，即钢绞线工作长度≥70cm。

２、根据图纸要求预应力筋张拉前砼强度须达到设计强度90%以上。通过砼平行试验及回弹试验，达到标准后报监理工程师批准才能张拉。采用尺量，目测的方法，保证张拉设备、锚垫板位置准确平整、无杂物，无空洞。

３、张拉千斤顶的安装

①清洗钢绞线上的杂质，先用钢刷清除干净，再用干棉砂细细拭擦干净，不得留任何的砂或砼残余，以防出现滑丝。

②在端头搭设支架，采用钢管或型钢制作门式支架，用手动葫芦控制升降，在横杆的挂钩处横向平移。

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③安装顺序

安装锚环 → 安装夹片 → 安装限位板 → 调整初应力 → 安装就位千斤顶 → 安装工具锚→ 安装工具夹片

安装锚环时特别注意其穿束编号顺序、位置两端相同，以保证钢绞线在孔道内平顺不缠绕。 二、预应力张拉

１、张拉设备：采用1500KN千斤顶实施锚索张拉，张拉油泵选择电动油泵，油表精度选用1.5级，其最小刻度为0.1Mpa；钢绞线预紧采用150KN千斤顶。张拉设备在使用前，应将千斤顶、高压油泵及配套的直径150mm读数盘的高压油表进行配套力值标定，并以标定后的油压值-力值曲线公式作为施工中张拉的控制依据。配套标定情况及应力对应油表读数见附件。

２、张拉力及伸长值计算

ｂ

空心板钢绞线采用Rｙ=1860Mpa，直径A＝15.24mm，公称截面积140mm2，弹性ｃ

模置Ｅ＝1.95×105Mpa，其N1钢绞线控制张拉应力为Rｙ=0.75fpk＝1395Mpa，N2钢绞线ｃ

控制张拉应力为Rｙ=0.73fpk＝1358Mpa。 锚下张拉应力N1=195.3×股数（kN），N2=190.09×股数（kN）。考虑锚圈口应力损失2.5%，张拉锚固应力为102.5%F。

３、张拉顺序：按设计要求平衡对称张拉。张拉的顺序为：左N1 [50％] → 右N1

[102.5％] → 左N1 [102.5％] → 左N2 [50％] → 右N2 [102.5％] → 左N2102.5％

左N1、N2张拉工艺：

第一次： 0 → 10% σcon → 20% σcon → 50% σcon 第二次： 0 → 50% σcon → 102.5% σcon（持荷２分钟锚固）。

右N1、N2张拉工艺：0 → 10% σcon → 20% σcon → 102.5% σcon（持荷２分钟锚固）

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４、张拉：钢绞线张拉采用两端对称张拉，由长拉班长在中间统一指挥，两端操作人员听口令统一操作，并随时报动态报告读数，到达规定油表压力后统一停机量取伸长量详细记录，并计算与理论计算误差，如在６％以内，为合格，如超过范围应立即分析查找原因。

张拉采用“双控”，即伸长值和张拉力控制张拉，以张拉力为准， 为防止钢绞线在孔道中松驰度不一，张拉时受力不均匀，钢绞线张拉前先单独把每一根钢绞线调整到初应力σ0（10%σC），即用150KN千斤顶对每束钢绞线单根进行初应力张拉，然后按张拉顺序再对每束钢绞线进行张拉，当张拉到102.5%σ际伸长值计算公式如下：

左N1、N2实际伸长值：L实＝△102.5% F+△20% F-2△10% F - B-C

右N1、N2实际伸长值：L实＝△1 50%F+△20%F-2△10% F +△2 102.5%F - △2 0%-50%F- B-C 式中：N1钢绞线F= 0.75fpk = 195.3×股数（KN）;

N2钢绞线F= 0.73fpk = 190.09×股数（KN）; △10％F — 张拉至10% F时千斤顶伸长量。 △20％F — 张拉至20% F时千斤顶伸长量。

△1 50%F — 第一次张拉0％至50% F时千斤顶伸长量。 △2 102.5%F —第二次张拉至102.5% F时千斤顶伸长量 △2 0%-50%F — 第二次张拉0％至50％F时的伸长量

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C应力时，持荷

2~5min后卸顶锚固，实

△102.5% F — 张拉至102.5% F时千斤顶伸长量 B —工具锚锚塞回缩量B=B1-B2

B1为张拉至10%F千斤顶工具锚锚杯外露端面至钢绞线外露端头的长度。 B2为张拉完成后千斤顶工具锚锚杯外露端面至钢绞线外露端头的长度。 C —工作锚锚塞回缩量：已知千斤顶限位板凹槽深度为C1减去张拉完毕卸掉千斤顶后工作锚夹片在锚杯处的外露长度C2，即为工作锚锚塞回缩量

５、补充张拉因一端顶锚后工作锚夹片回缩引起的应力损失，可以一端先顶锚后，另一端再开动油泵将应力补充至规定压力后顶锚。

6、张拉上拱值测量

张拉前派专人对板体两端及中间三点做标记并测量高程（如图），张拉后再进行复测，由前后测量结果计算板的实际上拱值与设计比对。

三、安全措施及注意事项

1) 施工前对所有工作人员进行必要培训，使之掌握安全操作所需的知识技能。 2) 在任何情况下，作业人员不得站在预应力筋的两端。

3) 量测预应力筋的伸长值时，停止开动千斤顶，应注意在千斤顶的侧面操作。 4) 严格遵守操作规程，油泵开动过程中，不得擅自离开岗位。 5) 在高压油管的接头加防护套，以防喷油伤人。

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6) 千斤顶、支架必须与板端垫板接触良好，位置正直对称，严禁多加垫块，以防

支架不稳或受力不均倾倒伤人。 7) 张拉时两端必须放挡板。

8) 张拉要缓慢进行，钢束张拉尽量避免出现滑丝、断丝现象。 9) 张拉机具应由专人使用和管理，并应经常维护，定期校验。

10) 张拉机具长期不使用时，应在使用前全面进行校验。使用时的校验期限应视千

斤顶情况确定，一般使用超过6个月或200次以及在千斤顶使用过程中出现不正常时，应重新校验。 四、压浆

1） 压浆前首先用清水加压冲洗孔道，以排除孔内粉碴等杂物，冲洗后用空压机吹去孔积水。拧好专用接头。

2） 压浆采用活塞式压浆泵进行。水泥浆采用专用水泥净浆拌合机，下有专门储浆桶，并有低速搅拌装置，水泥浆的配合比为：水：水泥：FDN-1（高效缓凝减水剂）：膨胀剂＝506：1286：16.42：82，水泥浆的拌制方法是先下水泥，拌合时放外加剂，外加剂提前按剂量称量好。拌合间不少于1min，水泥浆稠度控制在14-18S之间，灰浆存放于储浆桶内，并保证足够数量，以保证每根管道的压浆能一次完成。水泥浆自调制到压入孔内的间隔时间不得超过40min。

3）预应力钢束张拉后，孔道应尽早压浆，一般不宜超过14d，压浆分两次进行每一个孔道于两端先后各压浆一次，两次压浆间隔时间为30min～45min。

4）孔道压浆的顺序是先下后上，将集中在一处的孔道一次压完。若中间因故停歇时，立即将孔道内水泥冲洗干净。

5）每个压浆孔道两端的锚塞进出浆口均安装一节带阀门的短管，以便压浆完毕时卦闭，保持孔道中的水泥浆在有压状态下凝洁。

6）预应力筋张拉后，孔道立即压浆。

7）压浆使用活塞式压浆泵，压浆的压力开始要小，逐步增加。一般为0.5MPa-0.7MPa。

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同时，压浆达到另一端排气孔排出符合规定稠度的水泥浆为止。

8）压浆后检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，应及时处理和纠正，在拌制水泥浆同时，每一个工作班制作3组7.07×7.07×7.07cm的水泥浆标准试件，检查其28d强度作为质量评定依据，制作的标准试件与构件同等条件养护到20Mpa后，方可移动和吊装T型板。

9）孔道压浆时，操作工必须戴防护眼镜，以免水泥浆喷伤眼睛。压浆结束后认真填写E-109《预应力混凝土施工记录表（孔道压浆）》。

五、板体封端

按图纸设计要求，对需在预制厂进行封端的箱板封端，先将板体端面砼凿毛，用清水冲洗干净，绑扎钢筋网，立封端模板，浇筑封端砼，插入式振动器捣固密实，按规定进行养护。

对于不需要封端的端头采用环氧树脂胶对锚具、钢绞线进行涂刷防锈处理。 六、移板

压浆强度达到20MPa后开始移板。空心板采用两台50T龙门吊或两台25T汽车吊起吊运板。存放时设枕木支垫，垫平放稳，标识生产日期和编号。

附： 1、 2、

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后张法预应力空心板施工工艺图。 20m 空心板张拉控制应力伸长值计算。

后张法预应力空心板施工工艺框图 原材料进场 组建预制场 清理底模并涂脱模剂 取样试验

钢筋加工和波纹管钢筋绑扎及波纹管安装 备砂、石、水泥 卷制 取样试验 自检、报监理工程师检验

制作试件

砼配合比设计 模板、锚下垫板安装

标准养护 自检、报监理工程师检验 拌合站供应砼

压试件 浇筑砼 砼强度报告

穿钢绞线、张拉

压 浆

砼封锚

养 生

移板存放 说明：在预制场集中预制，模板为大块定型钢模，砼采用龙门吊或汽车吊加料斗布料入模，分层浇筑， 插入式和附着式振动器振捣，龙门吊或汽车吊移板。

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20m后张空心板张拉控制应力伸长值计算

根据图纸说明的一系列参数计算其理论伸长量，计算过程如下：

EY =1.95×105 Mpa 控制力：N1=195.3KN；N2=190.09KN 管道磨擦系数：μ=0.25 管道偏差系数：k=0.0015 理论伸长量计算按管道磨擦阻损失应力进行计算，公式为：

P(1e(kx))P均

kxlp均xEyA

式中：P均——预应力筋平均张拉应力（N） P——预应力筋张拉端的张拉力（N） X——从张拉端至计算截面的孔道长度（m）

θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角和（rad） K——管道偏差系数 µ——管道磨擦系数

A——钢绞线面积A=140mm2

在平弯处未考虑竖弯，计算的理论伸长量与实际理论伸长量如下表：

编 号一端伸长量(mm）设计图纸提供90%控制张拉力伸长量计算90%控制张拉力伸长量100％控制张拉力伸长量考虑50cm工作长度102.5％控制张拉力伸长量N161.060.567.272.5边 跨N260.760.567.372.5N160.860.36772.3中 跨N260.560.367.172.3具体计算表附后（实际操作时以考虑50cm工作长度102.5％控制张拉为理论值计算伸长量）

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